一种便于供料的食品打印机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种便于供料的食品打印机，包括喷头模块和供料装置、横向移动模块、打印平台模块及纵向移动模块；打印平台模块包括减速电机以及位于减速电机上方的呈水平方向布置的支撑板和打印板，减速电机输出轴与支撑板同轴相连接，打印板安装在支撑板上；喷头模块包括位于打印平台模块上方的喷头装置，喷头装置包括外壳，外壳的底部连接存料段，外壳顶部安装有喷头电机，外壳内设置有外壳内丝杠，喷头电机输出轴与外壳内丝杠上端同轴连接，外壳内丝杠下端螺纹连接有螺母活塞，螺母活塞能伸入存料段内，存料段底部为喷嘴；供料装置向存料段内供料。本实用新型专利技术采用圆柱坐标式，占据空间小，可应用于家庭使用和推广。可应用于家庭使用和推广。可应用于家庭使用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种便于供料的食品打印机


[0001]本技术属于食品3D打印领域，具体涉及一种便于供料的食品打印机。

技术介绍

[0002]3D打印又被称为增材制造，通过数字化控制，逐层打印的方式来构造物体，可以制造结构复杂的产品，主要应用于工业、航空航天、医学、服装、艺术等众多领域。在近几年，人们尝试将3D打印技术应用到食品领域，利用食品3D打印机打印出了巧克力、饼干、糕点等精美食品，满足人们的个性化需求。而目前单一材料打印的食品难以满足消费者对于食品的营养成分及味道的需求，因此多材料食品打印成为了现在研究的热点之一。
[0003]目前应用于食品3D打印的成型方法有挤出成型、粉末烧结、粘结剂喷射和喷墨打印，其中挤出打印适用于糊状物，可以打印多种食材，尤其是新鲜食品配料，是目前最常用的方法。粉末烧结和粘结剂喷射适用于粉末材料，工艺比较复杂。喷墨打印一般处理低粘度的材料，适合在已有的平面食品上修饰打印。3D打印机的结构主要分为笛卡尔坐标结构、三角洲坐标结构、圆柱坐标结构和关节坐标结构，其中笛卡尔坐标和三角洲被用于传统食品工业加工，但其占用空间大且成本高，不适合家用。因此圆柱坐标和关节坐标形式的打印机逐渐被开发。
[0004]而目前食品3D打印机存在的主要问题包括：食品3D打印技术刚起步并不成熟，食品3D打印机所涉及的设备机构比较复杂，空间占比大且价格较高，不适合大部分小家庭的使用和推广，只能满足私人企业定制；且现有螺杆活塞挤出型打印喷头料筒预存量小。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提供了一种便于供料的食品打印机，利用圆柱坐标式运动机构，实现三维空间任意曲线的打印，采用三个喷头相互配合实现多材料食品的打印。
[0006]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种便于供料的食品打印机，包括机架模块、喷头模块和供料装置；机架模块包括机架和安装在机架上的横向移动模块、打印平台模块及纵向移动模块；
[0008]横向移动模块用于带动喷头装置在横向移动；纵向移动模块用于带动喷头装置在竖直方向移动；
[0009]打印平台模块包括减速电机以及位于减速电机上方的呈水平方向布置的支撑板和打印板，减速电机输出轴与支撑板同轴相连接，打印板安装在支撑板上；
[0010]喷头模块包括位于打印平台模块上方的喷头装置，喷头装置包括外壳，外壳的底部连接存料段，外壳顶部安装有喷头电机，外壳内设置有外壳内丝杠，喷头电机输出轴与外壳内丝杠上端同轴连接，外壳内丝杠下端螺纹连接有螺母活塞，螺母活塞能伸入存料段内，存料段底部为喷嘴；
[0011]供料装置用于向存料段内供料。
[0012]优选的，打印板与支撑板中间装有加热板；存料段外设置有加热器安装板，存料段与加热器安装板间形成夹层，夹层内安装有加热器。
[0013]进一步的，外壳底部安装有进料管连接板，进料管连接板与加热器安装板连接，进料管连接板上设置有进料管，进料管伸入存料段内。
[0014]优选的，螺母活塞下端外径大于螺母活塞上端外径，外壳内同轴设置有环形的活塞挡板，活塞挡板的内径小于螺母活塞下端外径且大于螺母活塞上端外径。
[0015]进一步的，螺母活塞下端外周设置有环形槽，环形槽内设置有密封圈。
[0016]优选的，纵向移动模块包括第一伺服电机和第二伺服电机，以及竖直设置的第一丝杠、第二丝杠、第一纵向导轨和第二纵向导轨；第一伺服电机输出轴与第一丝杠一端连接，第二伺服电机输出轴与第二丝杠一端连接；第一纵向导轨上套设有第一螺母连接座，第二纵向导轨上套设有第二螺母连接座，第一螺母连接座与第一丝杠上的丝杠螺母连接，第二螺母连接座与第二丝杠上的丝杠螺母连接；横向导轨一端安装在第一螺母连接座上，另一端安装在第二螺母连接座上；喷头模块滑动安装在横向导轨上。
[0017]进一步的，纵向移动模块还包括固定在机架上的第一电机支架、第二电机支架、第一丝杠支架和第二丝杠支架；第一伺服电机固定在第一电机支架上，第一丝杠另一端与第一丝杠支架连接；第一纵向导轨一端与第一丝杠支架连接，另一端与第一电机支架连接；第二伺服电机固定在第二电机支架上，第二丝杠的另一端与第二丝杠支架连接；第二纵向导轨一端与第二丝杠支架连接，另一端与第二电机支架连接。
[0018]优选的，横向移动模块包括第三伺服电机、第三电机支架、同步带轮、同步带、第一从动带轮、第二从动带轮、滑块、连接板和喷头支架；第三电机支架固定在第一螺母连接座上，第三伺服电机安装在第三电机支架上，同步带轮安装在第三伺服电机的输出轴上，第一从动带轮固定在第二螺母连接座上；同步带一端安装在同步带轮上，另一端安装在第一从动带轮上；滑块滑动安装在横向导轨上，连接板与滑块相连接，喷头支架与连接板相连接；喷头装置安装在喷头支架上，第二从动带轮安装在喷头支架上，第二从动带轮与同步带啮合。
[0019]优选的，供料装置包括料筒架、储料筒、搅拌电机、减速器、固定板、食品泵安装架、食品泵、搅拌主轴；料筒架安装在食品泵安装架顶部，储料筒安装在料筒架上；搅拌电机输出轴与搅拌主轴连接，搅拌主轴伸入储料筒内；食品泵安装在食品泵安装架上，食品泵上设置有输料管接口；储料筒的底部出口与食品泵顶部入口相接。
[0020]优选的，喷头模块包括若干个喷头装置。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0022]本技术食品3D打印采用圆柱坐标式，与直角坐标打印机相比较，圆柱坐标具有运动直观性强，占据空间小、结构紧凑、工作范围大等特点，可应用于家庭使用和推广；在使用相同的硬件配置情况下，该种打印设备打印旋转体模型时可以实现更高的打印精度和打印速度。采用丝杠、螺母活塞挤出方式，不受挤压材料的影响，适用于多种食材，且挤出量精确稳定；其挤出系统精度高、响应快、挤出力可控并且可实现回抽动作。并通过单独的供料装置给喷头装置供料，预存量大，解决了物料供应问题。
[0023]进一步的，打印板与支撑板中间装有加热板，可以对打印板进行预热。
[0024]进一步的，存料段与加热器安装板间夹层内安装加热器，可以避免物料温度降低
凝固而影响打印。
[0025]进一步的，活塞挡板的设置可以避免螺母活塞从存料段脱出。
[0026]进一步的，螺母活塞下端密封圈的设置可以保证密封性，避免物料进入外壳内。
[0027]进一步的，纵向移动模块的结构设置，可以保证喷头装置平稳的在竖直方向移动。
[0028]进一步的，供料装置设搅拌装置，可均匀搅拌物料，防止物料沉淀引起打印产品不均匀，精度不高；储料筒与食品泵可拆分设计，可以实现快速更换物料。
[0029]进一步的，设置若干喷头装置，相互配合实现将多种物料打印于同一个食品中，形成多材料、定制营养、个性化食品的打印，满足人们的需求。
附图说明
[0030]图1为本技术喷头装置结构图；(a)为剖面图，(b)为立体图；
[0031]图2为本技术供料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便于供料的食品打印机，其特征在于，包括机架模块、喷头模块和供料装置(53)；机架模块包括机架(39)和安装在机架(39)上的横向移动模块、打印平台模块及纵向移动模块；横向移动模块用于带动喷头装置(33)在横向移动；纵向移动模块用于带动喷头装置(33)在竖直方向移动；打印平台模块包括减速电机(45)以及位于减速电机(45)上方的呈水平方向布置的支撑板(30)和打印板(31)，减速电机(45)输出轴与支撑板(30)同轴相连接，打印板(31)安装在支撑板(30)上；减速电机45能带动打印板31做旋转运动；喷头模块包括位于打印平台模块上方的若干个喷头装置(33)，喷头装置(33)包括外壳(4)，外壳(4)的底部连接存料段(1)，外壳(4)顶部安装有喷头电机(5)，外壳(4)内设置有外壳内丝杠(13)，喷头电机(5)输出轴与外壳内丝杠(13)上端同轴连接，外壳内丝杠(13)下端螺纹连接有螺母活塞(8)，螺母活塞(8)能伸入存料段(1)内，存料段(1)底部为喷嘴；供料装置(53)用于向存料段(1)内供料。2.根据权利要求1所述的便于供料的食品打印机，其特征在于，打印板(31)与支撑板(30)中间装有加热板；存料段(1)外设置有加热器安装板(2)，存料段(1)与加热器安装板(2)间形成夹层，夹层内安装有加热器。3.根据权利要求2所述的便于供料的食品打印机，其特征在于，外壳(4)底部安装有进料管连接板(3)，进料管连接板(3)与加热器安装板(2)连接，进料管连接板(3)上设置有进料管(7)，进料管(7)伸入存料段(1)内。4.根据权利要求1所述的便于供料的食品打印机，其特征在于，螺母活塞(8)下端外径大于螺母活塞(8)上端外径，外壳(4)内同轴设置有环形的活塞挡板(10)，活塞挡板(10)的内径小于螺母活塞(8)下端外径且大于螺母活塞(8)上端外径。5.根据权利要求4所述的便于供料的食品打印机，其特征在于，螺母活塞(8)下端外周设置有环形槽，环形槽内设置有密封圈(9)。6.根据权利要求1所述的便于供料的食品打印机，其特征在于，纵向移动模块包括第一伺服电机(27)和第二伺服电机(48)，以及竖直设置的第一丝杠(32)、第二丝杠(44)、第一纵向导轨(37)和第二纵向导轨(42)；第一伺服电机(27)输出轴与第一丝杠(32)一端连接，第二伺服电机(48)输出轴与第二丝杠(44)一端连接；第一纵向导轨(37)上套设有第一螺母连接座(34)...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛正浩，马辰，刘磊，秦顺，慕小康，徐可，魏林林，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：